Saturnus Cassini-luotaimen kautta - Kuva NASA.
Tohtori Ryuki HYODO, SpaceData Inc.:n päätutkija (CSO) ja Pariisin maapallon fysiikan instituutin (IPGP) sekä Science Tokyo (Tokion yliopisto) jäsen, yhteistyössä tohtori Gustavo MADEIRA:n kanssa IPGP:stä ja Pariisin Cité-yliopistosta sekä tohtori Hidenori GENDA:n kanssa Science Tokyosta, on osoittanut, että Saturnuksen renkaiden muodostuminen saattaa olla paljon aikaisempaa kuin on ajateltu.
Niiden nuorekas, kirkas ja vesijäätä rikas ulkonäkö ei ole muuta kuin illuusio. Tämä tutkimus, joka on julkaistu kansainvälisessä Nature Geoscience -lehdessä, kyseenalaistaa perinteiset oletukset teoreettisten mallien ja numeeristen simulaatioiden avulla.
Ensimmäistä kertaa tiimi on todistanut, että Saturnuksen renkaat ovat erittäin kestäviä ulkoisten mikrometeoriittien saastumiselle. Tämä "puhdistus" termodynaaminen mekanismi selittäisi niiden "nuorekasta" ulkonäköä, samalla viitaten siihen, että ne saattavat itse asiassa olla peräisin aurinkokunnan muodostumisesta noin 4,5 miljardia vuotta sitten. Nämä löydökset haastavat vallitsevan käsityksen siitä, että Saturnuksen renkaat olisivat suhteellisen nuoria, vain 400 miljoonaa vuotta vanhoja.
Tämä mekanismi, joka on kuvattu alla, havainnollistaa, miten mikrometeoriitit vuorovaikuttavat Saturnuksen renkaiden kanssa. Kun mikrometeoriitti törmää renkaiden hiukkasiin nopeudella 20 km/s, äärimmäisen voimakas isku johtaa mikrometeoriitin täydelliseen höyrystymiseen, muodostaen kuumaa plasmaa, jonka lämpötila saavuttaa noin 10 000 celsiusastetta.
Tämä ionisoitu materiaali poistuu nopeasti Saturnuksen magneettikentän vaikutuksesta, joko vetäytyen itse planeettaan tai purkautuen renkaiden ulkopuolelle. Tämä prosessi auttaa ylläpitämään renkaiden puhtautta ja kiiltoa estämällä vieraan aineen kertymistä.
Mikrometeoriittien pommitus koostuu pienistä pölyhiukkasista, jotka koostuvat pääasiassa hiilestä ja silikaateista, ja ne tulevat Saturnuksen ulkopuolelta, erityisesti Kuiperin vyöhykkeeltä. Aiemmin ajateltiin, että nämä hiukkaset kertyvät vähitellen taivaankappaleille, mukaan lukien Saturnuksen renkaat, mikä johtaa niiden tummumiseen ja ei-jäisten komponenttien lisääntymiseen.
Kuitenkin Cassini-luotaimen (NASA-ESA) havainnot ovat paljastaneet, että Saturnuksen renkaat koostuvat yli 99 % vesijäästä. Tämä koostumus johti tutkimuksiin vuosina 2010-2020, joissa arvioitiin niiden ikää korkeintaan 400 miljoonaksi vuodeksi yksinkertaisesti mittaamalla aika, joka kuluu tämän "pölyn" kertymiseen. Tuoreet tutkimukset kyseenalaistavat tämän menetelmän.
Tutkimus paljastaa mekanismeja, jotka estävät mikrometeoriittien kertymisen Saturnuksen renkaisiin. Nämä mekanismit viittaavat siihen, että renkaat saattavat olla yhtä vanhoja kuin itse aurinkokunta. Nämä tulokset korostavat, että renkaiden iän arvioiminen niiden ulkonäön perusteella voi olla harhaanjohtavaa, muuttaen siten merkittävästi käsitystämme niiden alkuperästä ja kehityksestä.
Tämä tutkimus luo uuden perustan Saturnuksen renkaiden kehityksen ja muiden planeettojen rengasjärjestelmien muodostumisprosessien uudelleenarvioimiselle. Ymmärtäminen siitä, milloin ja miten nämä valtavat rakenteet ovat muodostuneet, voisi rikastuttaa käsitystämme aurinkokunnan historiasta samalla kun se tarjoaa vihjeitä maan kehityksestä asuttavaksi planeetaksi.